ŠTO SU HAPLOIDNE STANICE? - BIOLOGIJA - 2025

Haploidno stanica je stanica koja ima genom koji se sastoji od jednog osnovnog skupa kromosoma. Haploidne ćelije stoga imaju genomski sadržaj koji bazni naboj nazivamo n. Ovaj osnovni skup kromosoma tipičan je za svaku vrstu.

Haploidno stanje nije povezano s brojem kromosoma, već s brojem skupa kromosoma koji predstavlja genom vrste. To je njegovo osnovno opterećenje ili broj.

Drugim riječima, ako je broj kromosoma koji čine genom neke vrste dvanaest, to je osnovni broj. Ako stanice tog hipotetičkog organizma imaju dvanaest kromosoma (to jest, s osnovnim brojem jedan), ta ćelija je haploidna.

Ako ima dva cjelovita skupa (to jest, 2 X 12), to je diploidno. Ako imate tri, to je triploidna stanica koja bi trebala sadržavati oko 36 kromosoma ukupno izvedenih iz 3 kompletna skupa.

U većini, ako ne i svih, prokariotskih stanica, genom je predstavljen jednom molekulom DNK. Iako replikacija s odgođenom diobom može dovesti do djelomične diploidije, prokarioti su jednoćelijski i haploidni.

Općenito, oni su također unimolekularni genom. Odnosno, s genomom predstavljenim jednom molekulom DNK. Neki eukariotski organizmi su također jedno-molekularni genomi, iako mogu biti i diploidni.

Većina ih, međutim, ima genom podijeljen na različite molekule DNK (kromosomi). Kompletni skup vaših kromosoma sadrži cjelinu vašeg određenog genoma.

Haploidija u eukariotama

U eukariotskim organizmima možemo pronaći raznovrsnije i složenije situacije u pogledu njihove plaidljivosti. Ovisno o životnom ciklusu organizma, na primjer, nailazimo na slučajeve gdje višećelijski eukarioti mogu biti diploidni u jednom trenutku svog života, a haploidni u drugom.

Unutar iste vrste, može se dogoditi i da su neke jedinke diploidne, dok su druge haploidne. Napokon, najčešći je slučaj da isti organizam proizvodi i diploidne i haploidne stanice.

Haploidne stanice nastaju mitozom ili mejozom, ali mogu proći samo mitoze. Odnosno, jedna haploidna 'n' stanica može se podijeliti da bi se stvorile dvije haploidne 'n' stanice (mitoza).

S druge strane, diploidne '2n' stanice također mogu stvoriti četiri haploidne 'n' stanice (mejoza). Ali nikad neće biti moguće da se haploidna stanica podijeli mejozom jer, biološkom definicijom, mejoza podrazumijeva podjelu sa smanjenjem osnovnog broja kromosoma.

Očito je da stanica s baznim brojem jedan (tj. Haploidni) ne može biti podvrgnuta reduktivnim podjelama, jer ne postoje stanice s djelomičnim frakcijama genoma.

Slučaj mnogih biljaka

Većina biljaka ima životni ciklus karakteriziran onim što nazivamo izmjenom generacija. Te generacije koje se izmjenjuju u životu biljke su gene sporoporofita ('2n') i genetophyte generacije ('n').

Kada se dogodi fuzija 'n' gameta da bi se stvorila diploidna '2n' zigota, nastaje prva stanica sporofita. To će se dijeliti sukcesivno mitozom sve dok biljka ne dostigne reproduktivnu fazu.

Ovdje će mejotska podjela određene skupine '2n' stanica stvoriti skup haploidnih 'n' stanica koje će tvoriti takozvane gametofite, muške ili ženske.

Haploidne ćelije gametofita nisu gamete. Naprotiv, kasnije će se podijeliti da bi se stvorile odgovarajuće muške ili ženske gamete, ali mitozom.

Slučaj mnogih životinja

Kod životinja vlada pravilo da je mejoza geticka. Odnosno, da se gamete proizvode mejozom. Organizam, općenito diploidan, stvorit će skup specijaliziranih stanica koje će umjesto dijeljenjem mitozom učiniti mejozom i na terminalni način.

Odnosno, dobiveni gameti predstavljaju krajnje odredište te stanične loze. Postoje i iznimke.

Na primjer, kod mnogih insekata mužjaci vrsta su haploidni jer su proizvod razvoja mitotičkim rastom neplodnih jajašaca. Kada dostignu odraslu dob, oni će proizvoditi gamete, ali mitozom.

Je li povoljno biti haploidan?

Haploidne ćelije koje djeluju kao gamete materijalni su temelj za stvaranje varijabilnosti segregacijom i rekombinacijom.

Ali da nije, jer fuzija dviju haploidnih stanica omogućuje postojanje onih koje to ne čine (diploidi), mi bismo vjerovali da su gamete samo instrument, a ne cilj same po sebi.

Međutim, postoji mnogo organizama koji su haploidni i nisu svjesni evolucijskog ili ekološkog uspjeha.

Bakterije i arheje

Primjerice, bakterije i arheje ovdje su, dugo prije diploidnih organizama, uključujući i višećelijske.

Oni se zasigurno puno više oslanjaju na mutaciju nego na druge procese kako bi stvorili varijabilnost. Ali ta je varijabilnost u osnovi metabolička.

mutacije

U haploidnoj stanici rezultat utjecaja bilo koje mutacije primijetit će se u jednoj generaciji. Stoga se mogu brzo odabrati bilo kakve mutacije za ili protiv.

To uvelike doprinosi učinkovitoj prilagodljivosti tih organizama. Dakle, ono što nije korisno za organizam, može se pokazati korisnim za istraživača, jer je genetikom haploidnim organizmima mnogo lakše.

U stvari, u haploidima se fenotip može izravno povezati s genotipom, lakše je stvoriti čiste linije i lakše je prepoznati učinak spontanih i induciranih mutacija.

Eukarioti i diploidi

S druge strane, u organizmima koji su eukariotski i diploidni, haploidija je savršeno oružje za testiranje na manje korisne mutacije. Stvaranjem hapetoida gametofita ove će stanice izraziti samo ekvivalent pojedinačnog genomskog sadržaja.

Odnosno, stanice će biti hemisigotne za sve gene. Ako stanična smrt proizlazi iz ovog stanja, ta loza neće pridonijeti gametama zbog mitoze, djelujući tako kao filter za nepoželjne mutacije.

Slično obrazloženje može se primijeniti i na mužjacima da su haploidni kod nekih vrsta životinja. Oni su također hemizigoni za sve gene koje nose.

Ako ne prežive i ne dostignu reproduktivnu dob, neće imati mogućnost prenošenja tih genetskih podataka budućim generacijama. Drugim riječima, postaje lakše eliminirati manje funkcionalne genome.

Reference

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff M., Roberts, K., Walter, P. (2014), Molecular Biology of the Cell (6 ^th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, SAD.
2. Bessho, K., Iwasa, Y., Day, T. (2015) Evolucijska prednost haploida u odnosu na diploidne mikrobe u sredinama siromašnim hranjivim tvarima. Časopis za teorijsku biologiju, 383: 116-329.
3. Brooker, RJ (2017). Genetika: analiza i načela. McGraw-Hill visoko obrazovanje, New York, NY, SAD.
4. Goodenough, UW (1984) Genetika. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, SAD.
5. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Uvod u genetičke analize (11 ^-og ur.). New York: WH Freeman, New York, NY, SAD.
6. Li, Y., Shuai, L. (2017) Svestrani genetski alat: haploidne stanice. Istraživanje i terapija matičnim stanicama, 8: 197. doi: 10.1186 / s13287-017-0657-4.